專利名稱：隔離結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體元器件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隔離結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術(shù)中，在制作柵氧化層之前，需要 進行淺溝槽隔離工藝的制作，以及在半導體襯底上定義CMOS的有源區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)中在制作柵氧化層之前，隔離結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖請參閱圖Ia至圖 le，具體制作方法包括如下步驟步驟11、在半導體襯底100上熱氧化生長隔離氧化層101，以保護有源區(qū)在后續(xù)去 掉氮化硅層的過程中免受化學玷污，以及作為氮化硅層與硅襯底之間的應力緩沖層，所述 半導體襯底為硅襯底；步驟12、在所述隔離氧化層101的表面沉積氮化硅層102 ；其中，本步驟中沉積得 到的氮化硅層是一層堅固的掩膜材料；步驟13、淺溝槽的刻蝕依次刻蝕氮化硅層102、隔離氧化層101及半導體襯底 100，在所述半導體襯底100內(nèi)形成溝槽；步驟14、溝槽襯墊氧化硅103的生長，在溝槽內(nèi)部表面生長一層襯墊氧化硅103， 該襯墊氧化硅103用于改善半導體襯底與后續(xù)填充的氧化物之間的界面特性；步驟15、溝槽氧化物104填充及拋光，采用化學氣相沉積的方法，在溝槽內(nèi)填充氧 化物，然后進行氧化物的拋光；其中，在步驟12中沉積得到的氮化硅層，可以在執(zhí)行本步驟 的過程中保護有源區(qū)，充當拋光的阻擋材料，防止氧化物的過度拋光；步驟11至15在半導體襯底上形成了淺溝槽隔離區(qū)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖Ia所示。步驟16、去除所述氮化硅層102，結(jié)構(gòu)示意圖如圖Ib所示；步驟17、去除所述隔離氧化層101，結(jié)構(gòu)示意圖如圖Ic所示；步驟18、在所述半導體襯底100的表面熱氧化生長犧牲層(SAC) 105，并以SAC105 為掩膜，在半導體襯底100上進行有源區(qū)注入，其中SAC105—般為犧牲氧化硅層，結(jié)構(gòu)示意 圖如圖Id所示；步驟19、犧牲氧化硅層的去除，結(jié)構(gòu)示意圖如圖Ie所示?，F(xiàn)有技術(shù)中，氮化硅層102的去除，一般采用磷酸，將氮化硅層102清洗掉，雖然所 用磷酸溶液對氮化硅層102及其下面的隔離氧化層101具有很高的選擇比，即確保在去除 氮化硅層102的同時，盡量不消耗隔離氧化硅層101，但是仍然會不可避免的造成隔離氧化 層101被部分的消耗，可能出現(xiàn)有的位置的隔離氧化層101厚度不均勻。如果后續(xù)以隔離 氧化層101為掩膜，進行有源區(qū)的注入，就會影響到有源區(qū)注入的質(zhì)量。所以現(xiàn)有對有源區(qū) 的注入，是通過生長犧牲氧化硅層，然后以犧牲氧化硅層為掩膜來實現(xiàn)的。步驟11和步驟18中，都對半導體襯底進行了氧化，由于二次氧化，都是采用熱氧 化生長的方式，需要消耗一定的半導體襯底，而且氧化時，氣體在器件表面流動，形成隔離 結(jié)構(gòu)的示意圖如圖2所示，即并沒有形成如圖Ie所示的理想結(jié)構(gòu)。半導體襯底100平面上的硅被相對大量的消耗，而在半導體襯底100和溝槽氧化物104的拐角處的硅，由于處于拐 角位置，被氣流氧化的速度要比在半導體襯底100平面上氧化的慢，因而被較多地保留下 來，形成具有尖角的形狀，尖角越大，形成的電場也就越大，在最終形成的半導體器件施加 電壓之后，很容易出現(xiàn)擊穿或者漏電的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是半導體襯底和溝槽氧化物的拐角處，形成了 具有尖角的硅。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種隔離結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括在半導體襯底上依次形成隔離氧化層和氮化硅層；依次刻蝕氮化硅層、隔離氧化層及半導體襯底，在所述半導體襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)部表面生長一層襯墊氧化硅；在溝槽內(nèi)進行氧化物的填充及拋光，形成淺溝槽隔離區(qū)，并去除所述氮化硅層，露 出隔離氧化層；采用氫氟酸對隔離氧化層進行厚度及均勻性控制；以隔離氧化層為掩膜，在半導體襯底上進行有源區(qū)注入；去除所述隔離氧化層。所述氫氟酸為被水稀釋的氫氟酸，49%的氫氟酸與水的比例為30 1 500 1。所述氫氟酸為緩沖氧化硅腐蝕液BOE，40 %的NH4F 49 %的氫氟酸水的比例為 10 1 0 200 1 10。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在制作柵氧化層之前，只對半導體襯底進行了一 次氧化，即直接利用隔離氧化層作為有源區(qū)注入時的掩蔽，而且采用氫氟酸對隔離氧化層 進行厚度及均勻性控制，消除了隔離氧化層受到氮化硅層腐蝕的缺陷。而不像現(xiàn)有技術(shù)中 再次氧化形成犧牲氧化層，以犧牲氧化層作為有源區(qū)注入時的掩蔽。因為只進行了一次氧 化，所以能夠使半導體襯底和溝槽氧化物的拐角處的硅比較平滑，減少了半導體器件漏電 現(xiàn)象的發(fā)生。


圖Ia至Ie為現(xiàn)有技術(shù)制作柵氧化層前，隔離結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖。圖2為氣體在器件表面流動，形成具有缺陷的隔離結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a至3c為本發(fā)明制作柵氧化層前，隔離結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖。圖4為本發(fā)明制作柵氧化層前，隔離結(jié)構(gòu)具體制作方法的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例， 對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明利用示意圖對實施例進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為了便于 說明，表示結(jié)構(gòu)的示意圖會不依一般比例作局部放大，不應以此作為對本發(fā)明的限定，此外，在實際的制作中，應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。本發(fā)明中在制作柵氧化層之前，隔離結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖請參閱圖3a至圖3c， 具體制作方法的流程示意圖如圖4所示，包括如下步驟步驟31、在半導體襯底100上熱氧化生長隔離氧化層101，以保護有源區(qū)在后續(xù)去 掉氮化硅層的過程中免受化學玷污，以及作為氮化硅層與硅襯底之間的應力緩沖層；步驟32、在所述隔離氧化層101的表面沉積氮化硅層102 ；其中，本步驟中沉積得 到的氮化硅層是一層堅固的掩膜材料；步驟33、淺溝槽的刻蝕依次刻蝕氮化硅層102、隔離氧化層101及半導體襯底 100，在所述半導體襯底100內(nèi)形成溝槽；步驟34、溝槽襯墊氧化硅103的生長，在溝槽內(nèi)部表面生長一層襯墊氧化硅103， 該襯墊氧化硅103用于改善半導體襯底與后續(xù)填充的氧化物之間的界面特性；步驟35、溝槽氧化物104填充及拋光，采用化學氣相沉積的方法，在溝槽內(nèi)填充氧 化物，然后進行氧化物的拋光；其中，在步驟32中沉積得到的氮化硅層，可以在執(zhí)行本步驟的過程中保護有源 區(qū)，充當拋光的阻擋材料，防止氧化物的過度拋光；步驟31至35在半導體襯底上形成了淺溝槽隔離區(qū)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3a所示。步驟36、去除所述氮化硅層102 ；步驟37、采用氫氟酸對隔離氧化層101進行厚度及均勻性控制；本發(fā)明后續(xù)是以隔離氧化層101為掩膜，進行有源區(qū)的注入，而且在步驟36去除 氮化硅層102時，可能會對隔離氧化層101造成一定的損傷，所以隔離氧化層101的質(zhì)量需 要進行比較嚴格的控制，以保證有源區(qū)注入時注入的深度以及注入的質(zhì)量。所以本步驟中 采用氫氟酸對隔離氧化層厚度及表面均勻性進行控制，而且確保熱氧化生長的隔離氧化層 101的厚度，在采用氫氟酸刻蝕之后，仍然可以保證有源區(qū)注入的深度。具體地，可以為被水 稀釋的氫氟酸，其中濃度為49%的氫氟酸與水的比例為30 1 500 1;也可以為緩沖 氧化硅腐蝕液(BOE)，即被氟化氨(NH4F)緩沖的稀氫氟酸，其中濃度為40%的NH4F 濃度 為49%的氫氟酸水的比例為10 1 0 200 1 10。步驟38、以隔離氧化層101為掩膜，在半導體襯底100上進行有源區(qū)注入，結(jié)構(gòu)示 意圖如圖3b所示；步驟39、去除所述隔離氧化層101，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3c所示。本發(fā)明中以隔離氧化層101為掩膜，進行有源區(qū)的注入，不再像現(xiàn)有技術(shù)那樣，形 成犧牲氧化層。這樣減少了氧化步驟，進一步減少了對半導體襯底的損傷，半導體襯底和溝 槽氧化物的拐角處的硅不再那么突出，以致形成強電場。形成隔離結(jié)構(gòu)的示意圖為圖3c中 所示的理想結(jié)構(gòu)。在晶片驗收測試(Wafer Acceptance Test,WAT)中可以發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本 發(fā)明所得到的器件的電學特性明顯提高。相同飽和電流(Idsat)下，通過采用本發(fā)明的方法 得到器件的關(guān)斷電流(I。ff)比現(xiàn)有技術(shù)要小。說明通過采用本發(fā)明使半導體襯底和溝槽氧 化物的拐角處的硅比較平滑，減少了漏電現(xiàn)象的發(fā)生，從而使得器件在不工作的情況下，有 相對更長的待機時間。本發(fā)明采用氫氟酸對隔離氧化層101進行厚度及均勻性控制，就可以確保在以隔離氧化層101為掩膜，進行有源區(qū)注入時注入的深度以及注入的質(zhì)量，從而省略了二次氧 化的步驟，而且生長了犧牲層、在有源區(qū)注入之后還需要將犧牲層去除，這些工序，相比于 本發(fā)明來說，既花費成本，又消耗時間。所以本發(fā)明的制作方法不但節(jié)省了生產(chǎn)成本，而且 提高了生產(chǎn)效率。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種隔離結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括在半導體襯底上依次形成隔離氧化層和氮化硅層；依次刻蝕氮化硅層、隔離氧化層及半導體襯底，在所述半導體襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)部表面生長一層襯墊氧化硅；在溝槽內(nèi)進行氧化物的填充及拋光，形成淺溝槽隔離區(qū)，并去除所述氮化硅層，露出隔離氧化層；采用氫氟酸對隔離氧化層進行厚度及均勻性控制；以隔離氧化層為掩膜，在半導體襯底上進行有源區(qū)注入；去除所述隔離氧化層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氫氟酸為被水稀釋的氫氟酸，49%的氫 氟酸與水的比例為30 1 500 1。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氫氟酸為緩沖氧化硅腐蝕液Β0Ε，40% 的NH4F 49%的氫氟酸水的比例為10 1 0 200 1 10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隔離結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括在半導體襯底上依次形成隔離氧化層和氮化硅層；依次刻蝕氮化硅層、隔離氧化層及半導體襯底，在所述半導體襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)部表面生長一層襯墊氧化硅；在溝槽內(nèi)進行氧化物的填充及拋光，形成淺溝槽隔離區(qū)，并去除所述氮化硅層，露出隔離氧化層；采用氫氟酸對隔離氧化層進行厚度及均勻性控制；以隔離氧化層為掩膜，在半導體襯底上進行有源區(qū)注入；去除所述隔離氧化層。采用該方法在制作柵氧化層之前，只對半導體襯底進行了一次氧化，能夠使半導體襯底和溝槽氧化物的拐角處的硅比較平滑，減少了半導體器件漏電現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號H01L21/762GK101958268SQ200910055168
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者唐兆云 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司